NO159177B - Termoplastisk polyamidblanding med hoey seighet. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en termoplastisk polyamidblanding med høy seighet omfattende minst et polyamid 6 eller 66 og 3 til 10 vekt%, basert på blandingens totale vekt, av minst ett alternerende elastomert kopolyesteramid, og det særegne ved polyamidblandingen i henhold til oppfinnelsen er at ovennevnte alternerende kopolyesteramid består av gjentagende segmenter av et langkjedet diesteramid med generell formel:

og gjentagende segmenter av kortkjedede diesteramider med generell formel: hvori -PAG- er et toverdig radikal avledet fra en polyoksy-alkylenglykol med molekylvekt mellom 400 og 3500, A er et toverdig radikal avledet fra alfa, omega-dihydroksyalkaner med molekylvekt mindre enn 2500, og R er et toverdig radikal avledet fra et diesteramid med generell formel:

hvori R"<*>" er et alkylradikal inneholdende 1 til 8 karbonatomer, et arylradikal inneholdende 6 til 10 karbonatomer, og R 2 og R 3 er like eller forskjellige toverdige hydrokar-bonradikaler inneholdende 2 til 30 karbonatomer.

Fordelaktig er mengden av det eller de alternerende elastomere kopolyesteramider fra 5 til 7 % av blandingens totale vekt. Plastmaterialer av polyamidtypen, som nylon 6 og 66, er kjent

å ha en rekke egenskaper som stivhet, varmebestandighet, etc. som gjør at de ofte kan anvendes som en erstatning for metaller. De utgjør således et utmerket konstruksjonsmaterial.

De har imidlertid mangler på andre områder, spesielt med hensyn til slagfasthet, spesielt i ikke-fuktig tilstand eller ved temperaturer lavere enn romtemperaturen, slik at de ikke alltid er egnet for erstatning av metaller.

Man har på forskjellige måter søkt å unngå denne ulempe, spesielt ved innlemmelse av plastmaterial i form av en annen polymer som ikke er blandbar med polyamidet og som har elas-tomeregenskaper slik at seigheten av basispolyamidet for-bedres.

Det slagfaste material kan innlemmes i polyamidet enten kjemisk eller enkelt ved mekaniske midler. Mekanisk blanding gjennomføres generelt ved samtidig ekstrudering av de to materialer som således blir blandet og amalgamert, og eks-truderes i form av granuler med homogen sammensetning. Ved den kjemiske metode er det mulig før blanding å tilsette pode-promotorer som fører til dannelse av kjemiske bindinger mellom de funksjonelle grupper i de to blandede polymerer. . Akrylelastomerer er således blitt knyttet til polyamider ved poding av den reaktive gruppe i akrylpolymeren til endeamid-gruppene i nylon, som beskrevet i US patentskrift 3.796.711. Videre er polyamider blitt blandet i smeltet tilstand med podede akrylsyre/styren/akrylnitrilelastomerestere, som beskrevet i belgisk patentskrift 831.600, og er også blandet med termoplastiske polyuretanelastomerer (japansk patent-ansøkning 139.844) med fornettede nitrilgummityper (belgisk patentskrift 851.985) med en lang rekke fleksible kondensa-sjonspolymerer med spesiell partikkelstørrelse (US patentskrift 4.174.358) og med modifiserte olefingummityper som beskrevet i japansk patentskrift 120.762/78.

Tilfredsstillende resultater er imidlertid ikke alltid blitt oppnådd, enten med hensyn til varigheten av de slagfaste egenskaper av blandingene, eller med hensyn til varigheten av homogeniteten av de nevnte blandinger.

Spesielt ér utilstrekkeligheten av de foreslåtte metoder på-vist med hensyn til stivhet av sluttpolymerene og opprett-holdelse av slagfastegenskapene ved lav temperatur. Man for-søkte således å fremstille blandinger av polyamider med andre termoplastmaterialer som 1avdensitetpolyetylen som eventuelt inneholdt elastomerer, og med høydensitetpolyetylen/etylenpropylen-dienelastomerblandinger, men det var ikke mulig å oppnå et permanent resultat på grunn av at blandingen førte til delaminering av prøvestykkene og av støpte gjenstander.

Den erkjennelse som ligger til grunn for oppfinnelsen er at ved blanding av et polyamid med en forholdsvis liten mengde av en kopolyesteramidelastomer av typen beskrevet i norsk patent 152.792, spesielt den som oppnås ved kopolimerisering av heksametylendiamid med dimetylteretfalat etterfulgt av kon-densering av polymeren oppnådd på denne måte med heksadiol og polyetetrahydrofuran (polytetrametylenglykol) av to forskjellige hårdheter, idet mengden kunne varieres og foretrukket utgjorde mindre enn 10 % av polyamidet, oppnås en termoplastisk blanding som bibeholder de positive tekniske egenskaper av polyamider, men har overlegne slagfastegen-skaper, idet disse egenskaper opprettholdes ved lave temperaturer, idet egenskapene er nødvendige spesielt for kompo-nenter for bruk i bilindustrien, for beskyttelseshjeimer etc.

De to forskjellige typer av polymer ble blandet i en enkel mekanisk blandeinnretning i form av enkeltskrueekstruder med diameter 45 mm og kompresjonsforhold 1:3, ved en temperatur mellom 230 og 250°C og en hastighet på 75 omdreininger pr. minutt.

Data er gitt i det følgende som eksempel vedrørende blandinger av polyamid 6 (polykaprolaktan) med elastomere kopolyesteramider av den ovenfor angitte type, i forskjellige mengdeforhold.

For sammenligningsformål ble blandinger av polyamid 6 med andre polymerer fremstilt og bedømmelse ble også foretatt av egenskapene av nylon 6 som sådan.

To typer av nylon 6 ble anvendt, med relativ viskositet 2,7 og 3,8, tilsvarende henholdsvis molekylvekter på omtrent 18.000 og 29.000, og disse ble blandet med kopolyesteramider av den ovenfor angitte type, med en hårdhet (målt ved hjelp av Shore A metode) på henholdsvis 55 (inneholdende 70 % fleksibel fase i molekylet) og 40 (inneholdende 90 % fleksibel fase i molekylet).

Blandinger av nylon 6 med viskositet 3,8 med kopolyesteramid med hårdhet 55 ble blandet i mengdeforhold 97:3 (eksempel 1), 93:7 (eksempel 2), 95:5 (eksempel 3), 86:14 (eksempel 4), og med kopolyesteramid med hårdhet 40 i mengdeforhold 95:5 (eksempel 5) og 93:7 (eksempel 6). Nylon 6 med relativ viskositet 2,7 ble blandet med kopolyesteramid med hårdhet 55 i mengdeforhold 97:3 (eksempel 7), 93:7 (eksempel 8) og med kopolyesteramid med hårdhet 40 i mengdeforhold 93:7 (eksempel 9). For sammenligningstestene ble polyamid 6 blandet med polyetylen, både alene og inneholdende EPDM-estere, men det var ikke mulig å bedømme virkningene derav på grunn av at blandingene fremviste delamineringsfenomener.

Det var imidlertid mulig å fremstille sammenlignbare blandinger under anvendelse av kommersielt tilgjengelige produkter, idet området av disse blandinger omfattet polyamid 6 med EPDM-elastomerer, med etylenvinsylacetatgummi, med etylen-etylakrylatgummi og med ionomert polyetylen. Prøvestykker ble fremstilt fra de tilgjengelige blandinger og ble utsatt for tester med hensyn til strekkfasthet, bøyning og slag, i samsvar med ASTM og ISO standarder som indikert i det følgende.

De oppnådde resultater er gjengitt i tabellen som viser de bemerkelsesverdige egenskaper av blandinger av polyamider som er gjort slagfaste (tørt produkt). Fra en undersøkelse av resultatene gitt i tabellen kan det ses at polyamid som sådant har utmerkede fasthetsegenskaper men meget dårlige elastiske egenskaper. I denne henseende har det en meget lav bruddfor-lengelse og er ytterst sprøtt selv ved romtemperatur.

I tilfellet med de andre blandinger, selv om elastisiteten her er forbedret for den samme stivhet, er der fremdeles dårlig slagstyrke ved lav temperatur, med unntagelse i tilfellet av "Zytel ST 801" (et kommersielt polyamid) som imidlertid mistet den nødvendige egenskap i et plastmaterial for konstruksjons-formål (modul 4800) og ble ganske gummilignende.

Bare blandingene av polyamider av typen 6 med kopolyesteramid i samsvar med den foreliggende oppfinnelse fremviste god slagfasthet selv ved lav temperatur. Den positive effekt av ko-polyesteramidet i de foretrukne prosentandeler på 5 til 7 % i forhold til polyamidet er tydelig selv ved blandinger av polyamider med andre slagfaste substanser som vist i eksemplene 17 og 18, hvor det tilsettes i et polyamid 6 hvortil et ionomert polyetylen er blitt tilsatt.

I tabellene har polyamid 6 (PA6) i eksemplene 1 til 6 og 12 til 17 en relativ viskositet på 3,8, og polyamidet i eksemplene 7 til 10 har en relativ viskositet på 2,7. "TROPEA" er handelsbetegnelse for kopolyesteramidelastomeren angitt i den foreliggende tekst og har en Shore A hårdhet på henholdsvis 40 og 55. "Zytel ST 801" er en slagfast blanding basert på nylon 6 og er av ukjent sammensetning. "EN 30" er et polyamid 6 som er gjort slagfast ved hjelp av 12 til 15 % ionomerpolymer. "Surlyn" er handelsbetegnelsen for et ionomert polyetylen. "Nordel" er det kommersielle navn for etylenpropylen-dienelastomer. "Escorene" er handelsbetegnelsen for en etylenvinylacetatkopolymer. DPD er et symbol på en etylenetylakrylatelastomer.

Claims (2)

1. Termoplastisk polyamidblanding med høy seighet omfattende minst et polyamid 6 eller 66 og 3 til 10 vekt%, basert på blandingens totale vekt, av minst ett alternerende elastomert kopolyesteramid, karakterisert ved at ovennevnte alternerende kopolyesteramid består av gjentagende segmenter av et langkjedet diesteramid med generell formel: og gjentagende segmenter av kortkjedede diesteramider med generell formel: hvori -PAG- er et toverdig radikal avledet fra en polyoksy-alkylenglykol med molekylvekt mellom 400 og 3500, A er et toverdig radikal avledet fra alfa, omega-dihydroksyalkaner med molekylvekt mindre enn 2500, og R er et toverdig radikal avledet fra et diesteramid med generell formel: hvori R er et alkylradikal inneholdende 1 til 8 karbonatomer, et arylradikal inneholdende 6 til 10 karbonatomer, og R 2 og R 3 er like eller forskjellige toverdige hydrokar-bonradikaler inneholdende 2 til 30 karbonatomer.

2. Blanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at mengden av det eller de alternerende elastomere kopolyesteramider er fra 5 til 7 % av blandingens totale vekt.